Programación de Sistemas - Departamento de n BASADA en Objetos Julio Villena Román...

Programación Orientada a Objetos

Julio Villena Román <[email protected]>

MATERIALES BASADOS EN EL TRABAJO DE DIFERENTES AUTORES:

M.Carmen Fernández Panadero, Raquel M. Crespo García

Carlos Delgado Kloos, Natividad Martínez Madrid

1

Programación de Sistemas

Programación BASADA en Objetos






2

Escenario IV: Declarar e implementar una clase

• Ahora que ya sabes interpretar código e implementar tus

propios métodos te encargan el diseño de una clase completa

para crear un nuevo tipo de datos con sus características y

comportamiento.

• Objetivo:

– Ser capaz de declarar una clase con un conjunto de características

(atributos) y comportamientos (métodos)

– Ser capaz de crear objetos de una clase dada y modificar o restringir el

acceso a su estado y su comportamiento

• Plan de trabajo: – Memorizar la nomenclatura básica de la programación orientada a objetos

– Practicar el modelado de objetos con ejemplos sencillos para distinguir entre una

clase, un objeto, su estado y su comportamiento

– Repasar la sintaxis java para declarar clases, atributos, constructores y métodos

– Recordar el mecanismo y la sintaxis para paso de mensajes entre objetos

3

• Definir los conceptos básicos de la

programación basada en objetos

– Clases, objetos

– Miembros (atributos, métodos)

– Abstracción y ocultación de información

• Describir relación entre objeto y clase

• Crear un objeto sencillo y modelar

– sus características (por medio de atributos)

– su comportamiento (por medio de métodos)

4

Objetivos

Clases y objetos

Encapsulación de objetos

Abstracción funcional

Abstracción de datos

Miembros de una clase (atributos y métodos)

Paso de mensajes

Sobrecarga de métodos

Constructores

Modificadores y acceso

5

• Los objetos son representaciones (simples/complejas)

(reales/imaginarias) de cosas: reloj, avión, coche

• No todo puede ser considerado como un objeto,

algunas cosas son simplemente características o

atributos de los objetos: color, velocidad, nombre

6

¿Qué es un objeto?

• Abstracción funcional

– Hay cosas que sabemos

que los coches hacen

pero no cómo lo hacen:

• avanzar

• parar

• girar a la derecha

• girar a la izquierda

• Abstracción de datos

– Un coche tiene además

ciertos atributos:

• color

• velocidad

• tamaño

• etc.

7


• Es una forma de agrupar un conjunto de

datos (estado) y de funcionalidad

(comportamiento) en un mismo

bloque de código que luego puede ser

referenciado desde otras partes de un

programa

• La clase a la que pertenece el objeto

puede considerarse como un nuevo

tipo de datos

8


Clase

• this referencia al objeto de la clase actual

Objetos

Estado

Comportamiento

Constructor

9

Ejemplo

• Implementa la clase Bicicleta, que tiene tres atributos,

velocidadActual, platoActual y piñonActual, de tipo

entero y cuatro métodos acelerar(), frenar(),

cambiarPlato(int plato), y cambiarPiñon(int

piñon), donde el primero dobla la velocidad actual, el segundo

reduce a la mitad la velocidad actual, y el tercero y cuarto ajustan

el plato y el piñón actual respectivamente según los parámetros

recibidos. La clase debe tener además un constructor que inicialice

todos los atributos.

• Crea dos objetos de la clase bicicleta: miBicicleta y

tuBicicleta

10

Ejercicio 1

• Encapsulación: describe la vinculación de un

comportamiento y un estado a un objeto en particular.

• Ocultación de información: Permite definir qué partes

del objeto son visibles (el interfaz público) que partes son

ocultas (privadas)

•La llave de contacto es un interfaz público del

mecanismo de arranque de un coche

•La implementación de cómo arranca realmente es

privada y sobre ella sólo puede actuar la llave de

contacto

El objeto puede cambiar y su interfaz pública ser compatible

con el original: esto facilita reutilización de código

11


MIEMBROS DE UNA CLASE

Los objetos encapsulan atributos permitiendo acceso a ellos únicamente a través de los métodos

Atributos (Variables): Contenedores de valores

Métodos: Contenedores de funciones

Un objeto tiene

Estado: representado por el contenido de sus atributos

Comportamiento: definido por sus métodos

Normalmente:

Los métodos son públicos

Los atributos son privados

Puede haber métodos privados

Es peligroso tener atributos públicos

12


Definición de objetos

Miembros públicos

• los miembros públicos

describen qué pueden

hacer los objetos de esa

clase

– Qué pueden hacer

los objetos (métodos)

– Qué son los objetos

(su abstracción)

Miembros privados • describen la implementación de

cómo lo hacen. – Ejemplo: el objeto contacto

interacciona con el circuito eléctrico del vehículo, este con el motor, etc.

– En sistemas orientados a objetos puros todo el estado es privado y sólo se puede cambiar a través del interfaz público.

– Ej: El método público frenar puede cambiar el valor del atributo privado velocidad.

13

Interacciones entre objetos

• El modelado de objetos modela:

– Los objetos y

– Sus interrelaciones

• Para realizar su tarea el objeto puede

delegar trabajos en otro que puede ser

parte de él mismo o de cualquier otro

objeto del sistema.

• Los objetos interaccionan entre sí

enviándose mensajes

14

Paso de Mensajes

Implementación

Arrancar

• Un objeto envía un mensaje a otro – Esto lo hace mediante una llamada a sus atributos o métodos

• Los mensajes son tratados por la interfaz pública del objeto que los recibe – Eso quiere decir que sólo podemos hacer llamadas a aquellos atributos

o métodos de otro objeto que sean públicos o accesibles desde el objeto que hace la llamada

• El objeto receptor reaccionará – Cambiando su estado: es decir modificando sus atributos

– Enviando otros mensajes : es decir llamando a otros atributos o métodos del mismo objeto (públicos o privados) o de otros objetos (públicos o accesibles desde ese objeto)

Inte

rfaz

Públi

ca

15

Clase Coche Clase Motor

Clase Rueda Paso de

mensajes

16

Ejemplo

Clasificación de objetos

• Clase: Conjunto de objetos con estados y

comportamientos similares

– Podemos referirnos a la clase “Coche” (cualquier

instancia de la clasificación coche)

• “Mi coche” es un objeto, es decir una

instancia particular de la clase coche

• La clasificación depende del problema a

resolver

17

Objetos vs. Clases

Una clase es una entidad abstracta

• Es un tipo de clasificación de datos

• Define el comportamiento y atributos de un grupo de estructura y comportamiento similar

Un objeto es una instancia de una clase

• Un objeto se distingue de otros miembros de la clase por sus atributos

Nombre: Ferrari Métodos: arrancar , avanzar , parar , ... Atributos: color = “rojo”;

velocidad 300Km/h

Clase Coche

Métodos: arrancar , avanzar , parar , ... Atributos: color, velocidad, etc.

Nombre de la clase Métodos (funciones) Atributos (datos)

Objeto Ferrari Perteneciente a la clase coche

• Una clase se declara, un objeto además se crea

18

Sobrecarga (Overloading) ¿Qué es?

• Podemos definir una clase con dos métodos

con el mismo nombre si los argumentos son

distintos.

• Se utiliza mucho para los constructores.

• Sabemos cual de los dos métodos tenemos

que ejecutar por los parámetros que le

pasamos cuando le llamamos.

19

Sobrecarga (Overloading) ¿Para qué sirve?

Son métodos distintos porque

aunque tengan el mismo nombre

tienen distintos argumentos.

Tienen distinta funcionalidad

Clase Objetos

Sobrecarga

20

• Sobre la clase Bicicleta, implementa los

método sobrecargados cambiarPlato(), y

cambiarPiñon(), que no reciben argumentos y

que cambian el plato actual y el piñón actual a

un valor por defecto, en concreto, 1.

21

Ejercicio 2

Constructores

• Cuando se crea un objeto sus miembros se inicializan con un

método constructor

• Los constructores:

– llevan el mismo nombre que la clase

– No tienen tipo de resultado (ni siquiera void)

• Conviene que haya al menos 1 constructor

• Pueden existir varios que se distinguirán por los parámetros que

aceptan (sobrecarga)

• Si no existen se crea un constructor por defecto sin parámetros

que inicializa las variables a su valor por defecto.

• Si la clase tiene algún constructor, el constructor por defecto deja

de existir. En ese caso, si queremos que haya un constructor sin

parámetros tendremos que declararlo explícitamente.

22

Constructores

Sobrecarga de constructores

Array de objetos de la clase Coche

23

• Sobre la clase Bicicleta, implementa un

constructor adicional que no recibe parámetros

y que inicializa la velocidad actual a 0, y el

plato actual y el piñón actual a 1.

24

Ejercicio 3

• Modificador static

• Sólo existen una vez por clase, independientemente del

número de instancias (objetos) de la clase que hayamos

creado y aunque no exista ninguna.

• El método o el atributo se comportan siempre de la

misma manera

• Se puede acceder a los miembros estáticos

utilizando el nombre de la clase.

• Un método estático no puede acceder a miembros no

estáticos directamente, tiene que crear primero un objeto

Modificadores y acceso Static (miembros estáticos)

25

Modificadores y acceso Static (miembros estáticos)

Atributo estático

…

Otros ejemplos

Atributo estático

Método estático: Tiene acceso a atributos estáticos No necesitamos crear instancias

http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/java/lang/Math.html

=> -231 => 231-1

26

Modificadores y acceso Static. Algunas reglas

– Los miembros estáticos se invocan con:

NombreClase.metodoEstatico();

NombreClase.atributoEstatico;

– Para acceder a los miembros no estáticos necesitamos

disponer de una instancia (objeto) de la clase

NombreClase nombreObjeto = new NombreClase();

– Los miembros no estáticos se invocan con:

nombreObjeto.metodoNormal();

nombreObjeto.atributoNormal;

– Cuando invocación (llamada) a un miembro estático de la

clase se realiza dentro de la propia clase se puede omitir el

nombre de la misma. Es decir podemos escribir:

metodoEstatico();

atributoEstatico;

NombreClase.metodoEstatico();

NombreClase.atributoEstatico; en lugar

de:

27

Acceso Métodos get() y set()

• Los atributos de una clase son generalmente privados para

evitar que puedan ser accesibles / modificables desde

cualquier otra clase.

• A veces nos interesa que algunas clases determinadas sí

puedan acceder a los atributos.

• Uso de métodos get() y set()

28

• Sobre la clase Bicicleta, implementa los

métodos get() y set()necesarios para poder

acceder y modificar todos los atributos.

29

Ejercicio 4

MODIFICADORES clase metodo atributo

Accesible desde cualquier otra clase acce

so

public

(friendly) Accesible sólo desde clases de su propio paquete

private Accesibles sólo dentro de la clase

copyrigh

mcfp@it

t Java:

.uc3m.es Se utiliza:

otro

s

static Clase de nivel máximo.

Se aplica a clases

internas

Es el mismo para todos

los objetos de la clase.

Es la misma para todos los

objetos de la clase.

NombreClase.metodo(); Se utiliza:

NombreClase.atributo;

30

Paquetes

• Un paquete agrupa clases (e interfaces)

• Las jerarquías de un paquete se corresponden con las

jerarquías de directorios

• Para referirse a miembros y clases de un paquete se utiliza la

notación de separarlos por puntos.

– Ej: Cuando importamos paquetes de clases matemáticas

import java.math.BigDecimal;

– La clase BigDecimal está en el directorio java/math dentro del JDK

– No es necesario importar todas las clases: paquete java/lang – String

– Integer

– NullPointerException

– ArrayIndexOutOfBoundsException

31

• ¿Cómo crear mis propios paquetes?

– Almaceno mis clases en un directorio con el nombre del paquete

– Pongo al principio de todas las clases que

pertenezcan al paquete la instrucción

– Si quiero importar las clases de ese paquete desde

otras clases y/o proyectos, pongo al principio de cada

clase

package MiPropioPaquete;

Paquetes

import MiPropioPaquete.Clase1

32

Programación ORIENTADA a Objetos






33

Escenario V: Reutilizar código. Herencia

• Una vez que eres capaz de crear tus propias clases estás preparado para

trabajar en equipo y reutilizar código de tus compañeros. Tu equipo te

proporciona un conjunto de clases y te pide que crees especializaciones o

generalizaciones de las mismas

• Objetivo:

– Ser capaz de crear una clase derivada añadiendo algunas características

(atributos) y comportamiento (métodos) a una clase existente.

– Ser capaz de extraer todo el código común de un conjunto de clases similares

para agruparlo en una nueva clase padre para que sea más fácil de mantener.

– Ser capaz de crear objetos, y referenciar y acceder a sus atributos y

métodos dependiendo de su posición en la jerarquía de herencia y sus

modificadores

• Plan de trabajo: – Memorizar la nomenclatura relacionada con herencia

– Memorizar la sintaxis de java relacionada con la herencia (extends), con la referencia

(super) y con modificadores de acceso avanzados (protected)

– Conocer mecanismos básicos de herencia como ocultación de atributos, sobreescritura

de métodos ,saber para qué sirven y cómo se usan

34

Contenidos

Conceptos básicos de herencia

Jerarquía de herencia

Reescritura I: Ocultación de atributos

Reescritura II: Redefinición de métodos

Constructores de clases derivadas

Polimorfismo

El modificador final

35

Herencia

¿Qué es?¿Para qué sirve?

• Es un mecanismo para la reutilización de software

• Permite definir a partir de una clase otras clases

relacionadas que supongan una:

– Especialización (la clase Coche como especialización de

Vehículo)

• Escenario: Tenemos que desarrollar una nueva clase que se parece mucho a una

que tenemos pero necesita información (características y comportamiento) adicional.

• Solución (subclase, clase hija o clase derivada): Creamos una clase derivada

y añadimos nueva funcionalidad sin tener que reescribir el código común.

– Generalización (la clase Vehículo como generalización de

coche).

• Escenario: Tenemos un conjunto numeroso de clases muy similares con código

que se repite y es difícil de actualizar y mantener (ejemplo hay que añadir una letra

al número de serie)

• Solución (superclase, clase padre o clase base): Movemos el código que se repite

a un único sitio

36

Herencia

¿Para qué sirve?

Recurso

•nombre

•descripcion

•decirNombre()

•decirDescripcion()

Aula Ordenador Aula Ordenador

Recurso

•nombre

•descripcion

•decirNombre()


•nombre

•descripcion

•sistemaOperativo

•decirNombre()


•decirSistemaOp()

•localizacion

•decirLocalizacion()

•sistemaOperativo

•decirSistemaOp()

public class Aula extends Recurso

public class Ordenador extends Recurso

Los atributos y métodos que aparecen en azul en la clase padre se repiten

en las clases hijas [Izquierda]

No es necesario repetir el código, basta con decir que una clase extiende a

la otra o hereda de ella. [Derecha]

•nombre

•descripcion

•localizacion

•decirNombre()



37

Herencia

Nomenclatura

• Si definimos la clase Coche a partir de la clase

Vehículo se dice que:

– "Coche" hereda las variables y métodos de "Vehiculo"

"Coche" extiende de "Vehiculo"

– "Coche" es subclase de "Vehiculo"

clase derivada

clase hija

– "Vehiculo" es superclase de "Coche"

clase base

clase padre

• La herencia realiza la relación es-un

– Un coche es-un vehículo; un perro es-un mamífero, etc.

38

• La sintaxis para declarar clases derivadas es: class ClaseDerivada extends ClaseBase ...

Herencia Declaración de clases derivadas

public class Persona ...

Persona

Alumno Empleado

Profesor Bedel

public class

public class

public class

public class

Alumno extends Persona

Empleado extends Persona

...

...

Profesor extends Empleado ...

Bedel extends Empleado ...

39

Herencia Clase derivada (subclase)

Métodos Atributos

nombre

apellidos

anyoNacimiento

imprime

Clase Alumno

Heredados de la clase Persona

grupo

horario

ponGrupo

imprimeGrupo

40

Herencia ¿ Cómo se usa? Ej.: Persona.java

• protected accesible

desde las subclases

41

Herencia ¿ Cómo se usa? Ej.: Alumno.java

[email protected] 2010

• super acceder a

atributos o métodos de

la superclase

42

mailto:[email protected]












Herencia ¿ Cómo se usa? Ej.: Prueba.java

Salida por pantalla

43

Herencia ¿ Qué pasa si…?

• Defino el atributo nombre de Persona como private.

• Se hereda, pero no podemos acceder a él, salvo que

implementemos métodos para ello (p.ej. getNombre())

• Implemento el constructor de la subclase asignando

los valores a los atributos directamente en lugar de llamar a super

• No aprovecho la potencia de la reutilización de código

• En este caso es viable porque los atributos se han definido

como protected (¡¡no siempre será así!!)

44

Herencia Consecuencias de la extensión de clases

Herencia de la interfaz

La parte pública de la clase derivada contiene la parte pública de la clase base. La clase Alumno contiene el

método imprime()

Herencia de la implementación

La implementación de la clase derivada contiene la de la clase base. Al invocar los

métodos de la clase base sobre el objeto de la clase

derivada (unAlumno.imprime()) se produce el

comportamiento esperado

45

• Partiendo de la clase Bicicleta, la cual tiene tres atributos,

velocidadActual, platoActual y piñonActual,

de tipo entero y cuatro métodos acelerar(), frenar(),

cambiarPlato(int plato), y cambiarPiñon(int

piñon), implementa las clases BicicletaMontaña y

BicicletaTandem.

• BicicletaMontaña tiene un atributo suspension de tipo entero y un método cambiarSuspension(int suspension)

• BicicletaTandem tiene un atributo numAsientos de tipo entero.

• Crear los constructores de estas clases para inicializar todos sus atributos, haciendo uso de super

46

Ejercicio 5

Herencia Jerarquía de herencia en Java

• En Java, todas las clases están relacionadas en una única jerarquía de herencia

• Una clase puede:

– heredar explícitamente de otra clase

– o bien heredar implícitamente de la clase Object (definida en el núcleo de Java)

• Esto se cumple tanto para las clases predefinidas como para las clases definidas por el usuario

47

Object

Boolean Character Number … Persona

Integer Long Float Double Alumno Empleado

Bedel Profesor

48

Herencia Jerarquía de herencia en Java

Herencia Reescritura (o sobrescritura)

• Modificación de los elementos de la clase base dentro de la clase derivada

• La clase derivada puede definir:

– Un atributo con el mismo nombre que uno de la clase base → Ocultación de atributos

– Un método con la misma signatura que uno de la clase base → Redefinición de métodos

• Lo más usual cuando se produce reescritura es que se reescriba un método

49

Métodos Atributos

apellidos

anyoNacimiento

Heredados de la clase Persona

imprime() nombre

Alumno a = new Alumno(...);

System.out.println(a.nombre);

Persona p = a;

System.out.println(p.nombre);

Clase Alumno

grupo

horario

ponGrupo(String s)

imprimeGrupo()

nombre

• Mismo nombre pero el

tipo puede ser distinto

50

Reescritura I (Shadowing)

Ocultación de atributos

class Persona public String nombre = "Juan";

class Alumno public int nombre

extends Persona = 10003041;


Ocultación de atributos. Ejemplo

class Test public static void main (String[] args)

Alumno a = new Alumno (); Persona p = a; System.out.println(p.nombre); System.out.println(a.nombre)

;

Imprime 10003041

Imprime “Juan”

51


Ocultación de atributos

• Si definimos en una subclase un atributo del mismo nombre y tipo que en la superclase, la de la superclase queda oculta.

• Podemos acceder a la variable de la subclase o de la superclase utilizando this y super.

52

clase " Abuela" Transporte

clase padre Tren Vehiculo

clase hija Moto Coche

Reescritura I (Shadowing) Ocultación de atributos

String nombre = "terrestre"

String nombre = "turismo"

String nombre = "Ferrari"

• ¿Cómo acceder a variables ocultas (desde la clase hija)?

– nombre (nombre del coche)

– this.nombre (nombre del coche)

– super.nombre (nombre del vehículo)

– ((Vehiculo)this).nombre (nombre del vehículo)

– super.super.nombre (Mal)

– ((Transporte)this).nombre (nombre del transporte)

variables

clase hija:

visibles

Variables

clases padre

ocultas

53

Reescritura II (Overriding) Redefinición de métodos. ¿Qué es?

• La reescritura de métodos es útil para – Ampliar la funcionalidad de un método

– Particularizar la funcionalidad de un método a la clase derivada

• Si definimos en una subclase un método con la misma

signatura (nombre + tipo y número de parámetros) que

en la superclase el de la superclase queda oculto.

• ¿Cómo acceder a métodos ocultos?

– arrancar() (ejecuta el método arrancar del coche)

– this.arrancar() (ejecuta el método arrancar del coche)

– super.arrancar() ( método arrancar del vehículo)

– super.super.nombre (Mal)

Métodos

clase hija:

visibles

métodos

clases padre:

ocultos

54

Reescritura II (Overriding) Redefinición de métodos ¿Para qué sirve?

Recurso •nombre

•descripcion

•decirNombre()


Recurso •nombre

•descripcion

•decirNombre()


Aula •nombre

•descripcion

•localizacion

•decirNombre()



Ordenador •nombre

•descripcion

•sistemaOperativo

•decirNombre()


•decirSistemaOp()

Aula •descripcion

•localizacion



Ordenador •sistemaOperativo

•decirSistemaOp()

public class Aula extends Recurso

public class Ordenador extends Recurso

super.decirDescripcion()

this.decirDescripcion()

55

Reescritura II (Overriding) Redefinición de métodos

Object

error no

¿ metodo(parametros)?

no

Otro ancestro

Superclase

Subclase objeto instancia

metodo(parametros)

mensaje ¿ metodo(parametros)?


no

Otro ancestro ¿ metodo(parametros)? ¿ metodo(parametros)?


no

56

Reescritura II (Overriding) Redefinición de métodos

• Al mandar un mensaje a un objeto, el

método seleccionado:

– Depende de la clase real de la que el

objeto es una instancia

– No de la clase de referencia a la que esté

asignado, como en el caso de los atributos

57

Reescritura II (Overriding) Redefinición de métodos. Ejemplo

class Persona

public String nombre = "Juan"; public void imprimir()

System.out.println("Persona: " + nombre);

class Alumno extends Persona

public String nombre = "JuanGarcía";

Ambas imprimen:

“Alumno: JuanGarcia”

public void imprimir()

System.out.println("Alumno: " + nombre);

class Test2

public static void main (String[] args) Alumno a = new Alumno(); Persona p = a; a.imprimir(); p.imprimir();

58

• Sobreescribe el método acelerar(), de Bicicleta, en las

subclases BicicletaMontaña y BicicletaTandem, de

tal forma que en la primera acelerar suponga triplicar la velocidad

actual y en la segunda cuadruplicar la velocidad actual.

• Crea dos objetos de las clases BicicletaMontaña y

BicicletaTandem e invoca sobre ellos el método

acelerar(), ¿cuál es el resultado?

• Desde estos objetos que has creado, ¿cómo accederías a la

implementación del método acelerar(), en la clase

Bicicleta?

59

Ejercicio 6

Reescritura vs. sobrecarga

• Reescritura: La subclase sustituye la

implementación de un método de la superclase

– Ambos métodos tienen que tener la misma

signatura

• Sobrecarga: Existe más de un método con el

mismo nombre pero distinta signatura

– Los métodos sobrecargados pueden definirse en

la misma clase o en distintas clases de la

jerarquía de herencia

60

Constructores y herencia

• Para la creación de un objeto: 1. Se crea su parte base

2. Se añade su parte derivada – Si la clase base del objeto hereda a su vez de otra, en el paso 1

se aplica el mismo orden de creación, hasta llegar a Object

• En la creación de un objeto Alumno que

hereda de Persona, los pasos son: 1. Se crea la parte correspondiente a Persona. Para ello

1. Se crea la parte correspondiente a Object

2. Se añaden los elementos de Persona

2. Se añaden los elementos de Alumno

61


• En el constructor de la clase derivada se realiza siempre una llamada al constructor de la clase base

• Ésta es la primera acción del constructor (aparece en la primera línea)

• Hay dos posibilidades:

– No indicarlo explícitamente

– Indicarlo explícitamente (obligatoriamente en la primera línea)

62


1. Si no se indica explícitamente, Java inserta automáticamente una llamada a super() en la primera línea del constructor de la clase derivada

public Alumno (String nombre, String apellidos,

int anyoNacimiento, String grupo,

char horario)

// aquí inserta Java una llamada (invisible) a super()

this.nombre = nombre;

this.apellidos = apellidos;

this.anyoNacimiento = anyoNacimiento;

this.grupo = grupo;

this.horario = horario;

63


2. Indicándolo explícitamente

public Alumno (String nombre, String apellidos,

int anyoNacimiento, String grupo,

char horario)

super(nombre, apellidos, anyNacimiento);

this.grupo = grupo;

this.horario = horario;

64

• super

– referencia al objeto actual como si fuera una instancia de su superclase

– A través de la referencia a super se puede acceder explícitamente a métodos de la superclase

– Para reescribir métodos (no sólo el constructor), puede ser útil usar la referencia a super

public class Alumno extends Persona

// el resto permanence igual

public void imprime()

super.imprime();

System.out.print(" Grupo " + grupo + horario);

Más sobre super

65

• Capacidad de un objeto de decidir qué método

aplicar, dependiendo de la clase a la que pertenece

– Una llamada a un método sobre una referencia de un tipo

genérico (clase base) ejecuta la implementación

correspondiente del método dependiendo de la clase del

objeto que se creó

• Permite diseñar e implementar sistemas extensibles

– Los programas pueden procesar objetos

genéricos (descritos por referencias de la

superclase)

– El comportamiento concreto depende de las subclases

Polimorfismo

66

Polimorfismo Ejemplo

• Alumno, Profesor y Bedel.

• Creamos un array de Persona donde incluimos objetos de

Alumno, Profesor y Bedel.

• Al invocar al método imprimir(), sobrescrito en las clases

Alumno, Profesor y Bedel, sobre el array de Persona, cada

objeto utilizará su propia implementación del método

Persona[] grupo = new Alumno(…), new

Profesor(…), new Bedel(…), new Alumno(…);

for (int i=0; i<grupo.length; i++)

grupo[i].imprimir();

67

• Se llama al método correcto, aunque nos

estemos refiriendo al objeto de la subclase a

través de una referencia a la superclase

• Este mecanismo se llama “ligadura dinámica”

– permite detectar en tiempo de ejecución cuál es el

método adecuado para llamar

• El compilador no genera el código para llamar

al método en tiempo de compilación

– Genera código para calcular qué método llamar

Polimorfismo Ligadura dinámica

68

• Crea un array de la clase Bicicleta, que contenga objetos

de las clases Bicicleta, BicicletaMontaña y

BicicletaTandem

• Invoca el método acelerar() sobre cada uno de los

objetos aprovechando las propiedades de polimorfismo y

ligadura dinámica

69

Ejercicio 7


Final

• Si no se quiere que las clases derivadas sean capaces de modificar un método o un atributo de la clase base, se añade a ese método o atributo la palabra reservada final

70


Final

• El modificador final se puede aplicar a:

– Parámetr o s : Indica que dentro del método no podemos cambiar el valor de

dicho parámetro

public void miMetodo(final int p1, int p2) //no podemos cambiar valor p1

– Atributos: Indica que dentro de la clase no podemos cambiar el valor de dicho

atributo. Se utiliza para definir constantes junto con static

public static final double PI = 3.14; //no podemos cambiar el valor

– Métodos: Indica que las clases que hereden de estas no pueden

sobreescribir dicho método.

public final void myMethod() //no podemos sobreescribir myMethod

– Clases: Impide la extensión de clases. No se puede “heredar de ella”

public final class myClass() //no podemos extender myClass

71

copyrigh

mcfp@it

t Java:

.uc3m.es

Estructura del lenguaje 49


Accesible desde cualquier otra clase

acce

so

public


protected Accesible desde la clase y sus subclases


otro

s

final No se puede heredar de

ellas. Es la hoja en el

árbol de herencia

No se puede ocultar

Es cte y no puede ser

modificado en las clases

hijas

No se puede cambiar su

valor, es cte.

Se suele utilizar en

combinación con static


Se aplica a classes

internas



Se utiliza:

NombreClase.metodo();



Se utiliza:

NombreClase.atributo;

72

Programación ORIENTADA a Objetos (II)






73

Contenidos

Casting. Compatibilidad de tipos

Clases y métodos abstractos

Interfaces

74

• Sintaxis:(tipo) identificador

• Dos tipos de casting:

– Widening o upcasting: Una subclase se utiliza como instancia de la superclase. Es implícito.

– Narrowing o downcasting: La superclase se

utiliza como instancia de una subclase.

Conversión explícita.

• Sólo se puede hacer casting entre clases

padre e hija no entre clases hermanas

Casting (conversión) Sintaxis y tipos

75

1. Compatibilidad hacia arriba

(upcasting)

– Un objeto de la clase derivada siempre se

podrá usar en el lugar de un objeto de la

clase base (ya que se cumple la relación

“es-un”)

Persona p = new Alumno();

Casting (conversión) Widening o upcasting

76

2. Compatibilidad hacia abajo (downcasting)

– No se produce por defecto, ya que un objeto de la clase base no siempre es un objeto de la clase derivada

Alumno a = new Persona(); // error

– Sólo es posible en los casos en los que el objeto de la clase base realmente sea un objeto de la clase derivada

– Estos casos se tendrán que indicar explícitamente con un casting (con una asignación explícita de la clase).

Casting (conversión) Narrowing o downcasting

77

public class Prueba2

public static void

main (String[] args)

Persona p1;

//conversión ascendente implícita

Alumno a1 = new Alumno();

p1 = a1;

- funciona

Alumno a2;

//conversión descendente implícita – No funciona

a2 = p1; //error porque no hago conversión explícita

//conversión descendente explícita - funciona

referencia una instancia

Alumno

a2 = (Alumno) p1; //p1

//de

Un alumno

siempre es una

persona

(implícito)

Una persona no

siempre es un

alumno

Si alguien además de persona es alumno (no

siempre ocurre) podemos pedirle cosas de alumno

pero tendremos que decirle explicitamente que le

trataremos como alumno.

Casting (conversión) Ejemplo

78

Persona p2

Alumno a3;

= new Persona();

//conversión

a3 = p2;

descendente implícita – no

//da error de compilación

funciona

//conversión descendente explícita – no

//lanzará la excepción ClassCastException

funciona a veces

//porque p2 no es de la clase Alumno

a3 = (Alumno) p2; //error

//conversión descendente implícita –

Alumno a4 = new Persona(); //error

no funciona

Una persona no

siempre es un

alumno. No

podemos asumir

implicitamente

que lo sea

Una persona a

veces es un

alumno pero si

no lo es (no lo

hemos creado

como tal) no

podemos tratarlo

como si lo fuera,

ni siquiera

aunque se lo

digamos

explicitamente Una persona no siempre es un alumno. No podemos

asumir implicitamente que lo sea

Casting (conversión) Ejemplo

79

• Sintaxis:

objeto instanceOf clase

– Comprueba si un objeto es realmente de la clase derivada

• Ejemplo: public Alumno comprueba (Persona p)

Alumno a = null;

if (p instanceOf Alumno)

a = (Alumno) p;

return a;

Casting (conversión) El operador instanceOf

80

• Aquellas que tienen al menos un método

abstracto (sin implementar, sin código).

• Declara la estructura de una determinada

abstracción, sin implementar completamente

cada método

Mensaje

Clases abstractas ¿Qué son?

Email SMS Fax MensajeVoz

81

Clases abstractas Características

• Las clases y métodos abstractos se definen con la palabra clave abstract

public abstract class Figura ...

• No pueden llevar el modificador abstract:

– los constructores

– los métodos estáticos

– los métodos privados

82

• No podemos crear objetos de una clase abstracta

– Pueden existir referencias a clases abstractas

– Pero apuntarán a objetos de clases derivadas de la clase

abstracta.

Figura fig = new Rectangulo(2,3);

• Sí podemos heredar de una clase abstracta

• En una clase abstracta puede haber

– Metodos abstractos

– Métodos no abstractos

Clases abstractas Características

83

Clases abstractas ¿Para qué sirven?: Implementaciones parciales

• Las clases abstractas suelen usarse para

representar clases con implementaciones parciales

– Algunos métodos no están implementados pero sí

declarados

• El objetivo de las implementaciones parciales es dar

una interfaz común a todas las clases derivadas de

una clase base abstracta

– Incluso en los casos en los que la clase base no tiene la

suficiente información como para implementar el método

84

public abstract tipoDevuelto nombre (listaParametros);

– Se declaran con la palabra reservada abstract

• Las clases que hereden de la clase abstracta

deberán implementar los métodos abstractos de la superclase – O serán abstractas ellas también

NOTA: No hay llaves!! No están

implementados: después de la

declaración se pone solo un ;

• Métodos declarados pero no implementados en las clases abstractas

Clases abstractas Métodos abstractos

85

public abstract class Figura protected double dim1;

protected double dim2;

public Figura(double dim1, double dim2) this.dim1 = dim1; this.dim2 = dim2;

public abstract double area();

public class Rectangulo extends Figura public Rectangulo(double dim1, double dim2)

super(dim1,dim2); public double area()

return dim1*dim2;

Clases abstractas ¿Cómo se usan? Ejemplo

86

• Partiendo de la clase Bicicleta, la cual tiene tres

atributos, velocidadActual, platoActual y

piñonActual, de tipo entero y cuatro métodos

acelerar(), frenar(), cambiarPlato(int

plato), y cambiarPiñon(int piñon), implementa

la clase abstracta Vehículo, la cual será una superclase de

Bicicleta

• Piensa qué atributos y métodos serán propios de

Bicicleta y cuáles pueden heredarse de Vehículo,

teniendo en cuenta que además de Bicicleta existirán

las subclases Coche y Camión

• Piensa qué métodos deben ser abstractos y cuáles no en la

clase Vehículo 87

Ejercicio 8

Clases abstractas Polimorfismo

public static void main(String args[])

Figura[] misFiguras = new Figura[3];

misFiguras[0] = new Rectangulo(1,3);

misFiguras[1] = new Triangulo(2,5);

misFiguras[2] = new Cuadrado (3);

for (int i=0; i<misFiguras.length; i++)

System.out.println(misFiguras[i].area());

El array es de objetos de tipo Figura (abstracto)

Los elementos del array son de un

tipo concreto (Rectangulo,

Triangulo, Cuadrado…)

Llamamos a area() sobre objetos de tipo Figura Y en tiempo de ejecución mira a ver qué tipo de

objeto contiene, (Ligadura dinámica)

88

• Los interfaces son colecciones de métodos (y constantes)

– Todos los métodos de un interfaz son

abstractos

• El acceso a un interfaz es público

– Los atributos son public, static y final

– Los métodos son public

• Los interfaces son implementados por clases – una clase implementa un interfaz definiendo los cuerpos de

todos los métodos de la interfaz

– una clase abstracta implementa un interfaz definiendo los cuerpos de

todos los métodos de la interfaz o declarando alguno como abstracto

– una clase (abstracta o no) puede implementar uno o más interfaces

Interfaces ¿Qué son?

89

Interfaces ¿Qué son?

• Una interfaz es un elemento puramente de

diseño – ¿Qué se quiere hacer?

• Una clase (incluidas las abstractas) es una

mezcla de diseño e implementación – ¿Qué se quiere hacer y cómo se hace?

• Distintas clases pueden implementar la

interfaz de distintas formas

90

Declaración

• Sintaxis: public interface nombreInterfaz

static final tipo CONSTANTE = valor;

tipoDevuelto nombreMetodo(listaParam);

NOTA 1: No hay llaves!! No está implementado

después de la declaración se pone sólo un ;

NOTA 2: Las constantes y métodos en las

interfaces son siempre públicos

(no hay necesidad de hacerlo explícito)

Interfaces

91

Implementación

• Si una clase implementa una interfaz, quiere decir que

implementa todos los métodos abstractos de esa interfaz

• Esto se representa con la palabra reservada implements:

public class Clase implements Interfaz ...

Interfaces

92

Interfaces ¿Para qué sirven? Herencia múltiple

Class A

metodoA

Interface B

metodoB

extends implements

Class C

• En Java una clase hereda de una única superclase o No existe la herencia múltiple

• Pero puede implementar varios interfaces

Interface C

metodoC

implements

93

public class Circulo extends Figura implements Dibujable

public class Rectangulo extends Figura implements Dibujable

Interfaces ¿Cómo se usan?

Círculo •area() •dibujar()

Figura •area()

public interface Dibujable …

implements

Rectángulo •area() •dibujar()

extends

Dibujable •dibujar()

public abstract class Figura …

94

• Implementa la interfaz Imprimible, la cual

contiene el método imprime() que no

devuelve ningún valor.

• La clase Bicicleta implementa la interfaz

Imprimible de tal forma que se imprima por

pantalla la velocidad actual el piñón actual y el

plato actual.

95

Ejercicio 9

Interfaces Herencia de interfaces y polimorfismo

• Las interfaces también pueden tener una

jerarquía de herencia • Los métodos que deberán incluir las clases

que implementen las interfaces se van

acumulando siguiendo la jerarquía

• Las interfaces también dan soporte a la

resolución dinámica de métodos durante la

ejecución (ligadura dinámica)

96

• Implementa la interfaz Definir, la cual

contiene el método getAtributos() que

devuelve el valor de los atributos de un objeto. La interfaz Imprimible hereda de Definir.

• ¿Qué cambios hay que hacer en la interfaz Imprimible? ¿Y en la clase Bicicleta ?

97

Ejercicio 10

Resumen Orientación a objetos

• Clase (concreta)

– Todos los métodos implementados

• Clase abstracta

– Al menos un método no implementado,

(sólo declarado)

– modificador abstract

• Interfaz

– Nada de implementación

– palabra reservada: interface

98

• Clase (concreta o abstracta)

– puede extender (extends) a una sola clase

(herencia simple)

– puede implementar (implements) uno o

más interfaces (herencia múltiple)

• Interfaz

– puede extender (extends) a uno o más

interfaces

Resumen Orientación a objetos

99

copyrigh

mcfp@it

t Java:

.uc3m.es

Estructura del lenguaje 49


Accesible desde cualquier otra clase

acce

so

public


protected Accesible desde la clase y sus subclases


otro

s

abstract No se pueden instanciar

Son para heredar de

ellas

Al menos 1 método

abstracto

No tiene código

Se implementa en las

subclases o clases hijas

final No se puede heredar de

ellas. Es la hoja en el

árbol de herencia

No se puede ocultar

Es cte y no puede ser

modificado en las clases

hijas

No se puede cambiar su

valor, es cte.

Se suele utilizar en

combinación con static


Se aplica a classes

internas



Se utiliza:

NombreClase.metodo();



Se utiliza:

NombreClase.atributo; 100

Programación de Sistemas - Departamento de n BASADA en Objetos Julio Villena Román...

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